显示装置的制造方法_2

文档序号:8501175阅读:来源:国知局
;将液晶面板11与外部的控制电路基板12电连接的柔性基板(外部连接部件)13 ;和作为向液晶面板11供给光的外部光源的背光源装置(照明装置)14。此外,液晶显示装置10还包括用于收容并保持相互组装后的液晶面板11和背光源装置14的表背面的一对外装部件15、16,其中在表面侧的外装部件15形成有用于从外部视认在液晶面板11的显示部AA显示的图像的开口部15a。本实施方式中的液晶显示装置10用于移动电话(包括智能手机等)、笔记本电脑(包括平板型笔记本电脑等)、便携式信息终端(包括电子书和PDA等)、数字相框、便携式游戏机、电子墨水纸等各种电子设备(未图示)。因此,构成液晶显示装置10的液晶面板11的画面尺寸为几英寸?10几英寸左右,一般被分类为小型或中小型的大小。
[0049]首先,对背光源装置14进行简单说明。如图2所示,背光源装置14包括:朝向表面侧(液晶面板11侧)开口的形成为大致箱形的外壳14a ;配置在外壳14a内的未图不的光源(例如冷陰极管、LED、有机EL等);和以覆盖外壳14a的开口部的方式配置的未图示的光学部件。光学部件是具有将从光源发出的光转换成面状等功能的部件。
[0050]接着,对液晶面板11进行说明。如图1所示,液晶面板11作为整体形成为纵长的方形状(矩形状),在其长边方向的靠近一个端部侧(图1所示的上侧)的位置配置有显示部(有源区域)AA,并且在靠近长边方向的另一个端部侧(图1所示的下侧)的位置分别安装有驱动器21和柔性基板13。在该液晶面板11,显示部AA外的区域为不显示图像的非显示部(非有源区域)NAA,该非显示部NAA由包围显示部AA的大致框状的区域(后述的CF基板Ila的边框部分)和被确保在长边方向的另一个端部侧的区域(后述的阵列基板Ilb中与CF基板Ila不重叠而露出的部分)构成,在其中的被确保在长边方向的另一个端部侧的区域包括驱动器21和柔性基板13的安装区域(实际安装区域)。在液晶面板11,形成为大致框状的非显示部NAA中,除驱动器21和柔性基板13的安装区域以外的剩余的三个边的端部(非安装侧端部)的宽度尺寸,详细而言从玻璃基板GS的外端至显示部AA的外端为止的直线距离,例如为2.0mm以下,更优选为1.8mm以下,成为边框极窄的窄边框结构。液晶面板11的短边方向与各图面的X轴方向一致,长边方向与各图面的Y轴方向一致。另夕卜,在图1、图5和图6中,比CF基板Ila小一圈的框状的点划线表示显示部AA的外形,该点划线的外侧的区域为非显示部NAA。
[0051 ] 接着,对与液晶面板11连接的部件进行说明。如图1和图2所示,控制电路基板12通过螺丝等安装在背光源装置14的外壳14a的背面(与液晶面板11侧相反侧的外表面)。该控制电路基板12在酚醛纸以及玻璃环氧树脂制的基板上安装有用于向驱动器21供给各种输入信号的电子部件,并且形成有未图示的规定的图案的配线(导电路)线路。在该控制电路基板12,通过未图示的ACF (Anisotropic Conductive Film:各向异性导电膜)电且机械地连接有柔性基板13的一个端部(一端侧)。
[0052]如图2所示,柔性基板(FPC基板)13包括具有由绝缘性和可挠性的合成树脂材料(例如聚酰亚胺类树脂等)构成的基材,该基材上具有多个配线图案(未图示),长度方向上的一个端部如上述那样与配置在外壳14a的背面侧的控制电路基板12连接,另一个端部(另一端侧)与液晶面板11的阵列基板Ilb连接,因此在液晶显示装置10内以截面形状成为大致U型的方式被折弯成弯曲状。在柔性基板13的长度方向上的两个端部,配线图案露出至外部而构成端子部(未图示),这些端子部分别与控制电路基板12和液晶面板11电连接。由此,能够将从控制电路基板12侧供给的输入信号传送至液晶面板11侦U。
[0053]如图1所示,驱动器21由在内部具有驱动电路的LSI芯片构成,基于从作为信号供给源的控制电路基板12供给的信号进行动作,由此,对从作为信号供给源的控制电路基板12供给的输入信号进行处理而生成出力信号,将该出力信号向液晶面板11的显示部AA输出。该驱动器21在俯视时为横长的方形(沿液晶面板11的短边成为长条形),并且直接安装在液晶面板11 (后述的阵列基板Ilb)的非显示部NAA,即进行COG (Chip On Glass)安装。另外,驱动器21的长边方向与X轴方向(液晶面板11的短边方向)一致,其短边方向与Y轴方向(液晶面板11的长边方向)一致。
[0054]重新对液晶面板11进行说明。如图3所示,液晶面板11至少具有:一对基板I la、Ilb ;设置于两个基板IlaUlb间,含有作为伴随着施加电场而光学特性发生变化的物质的液晶分子的液晶层(液晶)Ilc ;以通过介于两个基板lla、llb间而维持液晶层Ilc的厚度的量的狭缝的状态,将液晶层Ilc密封的密封部Ilj。一对基板lla、llb中,表面侧(正面侦D为CF基板(对置基板)11a,背侧(背面侧)为阵列基板(基板)lib。密封部Ilj配置在液晶面板11中的非显示部NAA,并且形成为在俯视时(从相对于阵列基板Ilb的板面的法线方向看)模仿非显示部NAA的、纵长的大致框状(图2)。密封部Ilj中,配置在液晶面板11的除了驱动器21和柔性基板13的安装区域以外的剩余的三个边的端部(非安装侧端部)部分配置在非显示部NAA的最外端位置(图2)。另外,在两个基板IlaUlb的外表面侧分别贴附有偏光板Ilf、Hg。
[0055]本实施方式中的液晶面板11的动作模式是将IPS (In-Plane Switching:面内开关型)模式进一步改良而得到的FFS(Fringe Field Switching:边缘场开关)模式,如图4所示,在一对基板IlaUlb中的阵列基板Ilb侧一起形成后述的像素电极部(第二透明电极部)18和共用电极部(第一透明电极部)22,将这些像素电极部18和共用电极部22配置在不同的层。CF基板Ila和阵列基板Ilb包括几乎透明的(具有高的透光性的)玻璃基板GS,在该玻璃基板GS上层叠形成有各种膜。其中,CF基板Ila如图1和图2所示那样,以短边尺寸与阵列基板I Ib大致相同,但是长边尺寸比阵列基板I Ib小,并且使长边方向上的一个(图1所示的上侧)端部与阵列基板Ilb —致的状态贴合。因此,阵列基板Ilb中长边方向上的(图1所示的下侧)端部在规定范围不与CF基板Ila重叠,表面背面两个板面成为向外部露出的状态,在此处确保驱动器21和柔性基板13的安装区域。另外,在两个基板lla、llb的内面侧,分别形成有用于使液晶层Ilc中含有的液晶分子取向的取向膜lld、lle(图 4) ο
[0056]首先,对在阵列基板Ilb的内面侧(液晶层Ilc侧,与CF基板Ila相对面侧)利用已知的光刻法层叠形成的各种膜进行说明。在阵列基板11b,如图8所示,从下层(玻璃基板GS)侧起依次层叠形成有第一金属膜(栅极金属膜)34、栅极绝缘膜35、氧化物半导体膜36、保护膜(蚀刻阻挡膜,ES膜)37、第二金属膜(源极金属膜)38、第一层间绝缘膜(绝缘膜)39、有机绝缘膜40、第一透明电极膜23、第二层间绝缘膜41、第二透明电极膜24。
[0057]第一金属膜34例如由包括铜(Cu)的单层膜构成。由此,假设与令第一金属膜为铝(Al)的单层膜的情况相比,配线电阻低,导电性良好。栅极绝缘膜35是至少层叠于第一金属膜34的上层侧的膜,例如由氧化硅(S12)构成。氧化物半导体膜36层叠于栅极绝缘膜35的上层侧,例如由含有作为氧化物半导体的一种的铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜构成。含有作为氧化物半导体膜36的铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的氧化物薄膜为非晶质或晶质。该氧化物半导体膜36在显示部AA构成后述的显示部用TFT17的第一沟道部17d等,在非显示部NAA构成后述的非显示部用TFT29的第二沟道部29d等。保护膜37是至少层叠于氧化物半导体膜36的上层侧的膜,例如由氧化硅(S12)构成。
[0058]第二金属膜38是至少层叠于保护膜37的上层侧的膜,例如为将由钛(Ti)构成的下层侧金属膜38a配置在下层侧并且将由铜(Cu)构成的上层侧金属膜38b配置在上层侧的层叠结构。由此,假设与令第二金属膜为钛与铝(Al)的层叠结构的情况相比,配线电阻低,导电性良好。第一层间绝缘膜39是至少层叠于第二金属膜38的上层侧的膜,例如为至少含有硅和氧的下层侧第一层间绝缘膜(下层侧绝缘膜)39a与至少含有硅和氮的上层侧第一层间绝缘膜(上层侧绝缘膜)39b的层叠结构。另外,关于第一层间绝缘膜39在之后进行详细说明。有机绝缘膜40是层叠于第一层间绝缘膜39的上层侧的膜,例如由作为有机材料的丙烯类树脂材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))构成,作为平坦化膜发挥作用。
[0059]第一透明电极膜23是层叠于有机绝缘膜40的上层侧的膜,例如由ITO (IndiumTin Oxide:铟锡氧化物)或ZnO(Zinc Oxide:氧化锌)这样的透明电极材料构成。第二层间绝缘膜41是至少层叠于第一透明电极膜23的上层侧的膜,例如由氮化硅(SiNx)构成,平面视图中的图案与上述的第一层间绝缘膜39相同,详细情况后述。第二透明电极膜24是至少层叠于第二层间绝缘膜41的上层侧的膜,例如由ITO (Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)或ZnO(Zinc Oxide:氧化锌)这样的透明电极材料构成。上述各膜中,第一透明电极膜23和第二透明电极膜24仅在阵列基板Ilb的显示部AA形成,在非显示部NAA不形成,与此相对,关于栅极绝缘膜35、保护膜37、第一层间绝缘膜39和第二层间绝缘膜41等由绝缘材料构成的各绝缘膜35、37、39、41,作为遍及阵列基板Ilb的几乎整个面的整面状的图案(在一部分具有开口)形成。此外,第一金属膜34、氧化物半导体膜36和第二金属膜38在阵列基板Ilb的显示部AA和非显示部NAA的双方以规定的图案形成。
[0060]接着,对在阵列基板Ilb的显示部AA内存在的结构依次进行详细说明。在阵列基板IIb的显示部AA,如图6和图7所示,作为开关元件的显示部用TFT (显示部用晶体管)17和像素电极部18多个地呈矩阵状排列设置,并且在这些显示部用TFT17和像素电极部18的周围,以包围形成为栅格状的栅极配线(扫描信号线、行控制线)19和源极配线(列控制线、数据线)20的方式设置。换言之,在成为栅格状的栅极配线19与源极配线20的交叉部,呈矩阵状配置有显示部用TFT17和像素电极部18。栅极配线19由第一金属膜34构成,源极配线20由第二金属膜38构成,以在彼此的交叉部位间设置有栅极绝缘膜35和保护膜37的方式配置。栅极配线19和源极配线20分别与显示部用TFT17的第一栅极电极部17a和第一源极电极部17b连接,像素电极部18与显示部用TFT17的第一漏极电极部17c连接(图8)。其中,如图7所示,第一栅极电极部17a由以从沿X轴方向直线延伸的栅极配线19沿Y轴方向突出的方式分支的分支部构成,第一源极电极部17b由以从沿Y轴方向直线延伸的源极配线20沿X轴方向突出的方式分支的分支部构成。
[0061]如图8所示,显示部用TFT17具有:由第一金属膜34构成的第一栅极电极部17a ;由氧化物半导体膜36构成,与第一栅极电极部17a在俯视时重叠的第一沟道部17d;由保护膜37构成,在与第一沟道部17d在俯视时重叠的位置贯通形成有两个第一开口部17el、17e2的第一保护部17E ;由第二金属膜38构成,通过两个第一开口部17el、17e2中的一个第一开口部17el与第一沟道部17d连接的第一源极电极部17b ;和由第二金属膜38构成,通过两个第一开口部17el、17e2中的另一个第一开口部17e2与第一沟道部17d连接的第一漏极电极部17c。其中,第一沟道部17d沿X轴方向延伸,并且能够将第一源极电极部17b与第一漏极电极部17c桥接,由此,在两个电极部17b、17c间能够进行电荷的移动。第一源极电极部17b与第一漏极电极部17c在第一沟道部17d的延伸方向(X轴方向)上空出规定的间隔,配置成相对状。
[0062]如图7所示,第一栅极电极部17a为从栅极配线19分支的结构,其形成范围设置成相对于第一源极电极部17b为与其几乎整个区域在俯视时重叠,相对于第一漏极电极部17c为仅与其一部分(与第一沟道部17d连接的连接部分附近)在俯视时重叠。由此,假设与令第一栅极电极部为相对于第一漏极电极部17c的几乎整个区域在俯视时重叠的形成范围的情况相比,能够令在第一栅极电极部17a与第一源极电极部17b、第一漏极电极部17c和第一沟道部17d之间形成的寄生电容(以下,称为Cgd电容)小,因此,在显示像素的总电容中所占的Cgd电容的比例降低。因此,Cgd电容难以对被施加至像素电极部18的电压值产生影响,由此实现液晶面板11的高精细化,与显示像素的面積和总电容变小的情况相比优选。随着第一栅极电极部17a的形成范围被设定成上述那样,第一沟道部17d如图7和图8所示那样具有第一延伸部17dl,该第一延伸部17dl从连接第一漏极电极部17c的位置起沿X轴方向向与第一源极电极部17b侧相反的一侧(图7和图8所示的右侧)延伸,并且其前端部(一部分)与第一栅极电极部17a在俯视时不重叠。此外,形成第一沟道部17d的氧化物半导体膜36与非晶硅薄膜等相比电子迀移率例如高20倍?50倍程度,因此容易实现显示部用TFT17的小型化,能够实现像素电极部18的透过光量的极大化,由
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